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(No.142)特集:「ようこう」が見た太陽コロナ-華麗な天体プラズマの世界
~三.:Io~~州 42 特集: 「ょうこう」の見た太陽コロナ ー華麗な天体プラズマの世界一 宇宙科学研究所 1 9 9 3 . 1 年 頭 の 辞 凸 宙 科 学 研 究 所 長 秋 葉 錬 二 郎 新 年 明 け ま し て お め で と う ご ざ い ま す 。 今 , 宇 宙 開 発 は 大 き な 転 換 期 に 直 面 し て い る よ う 昨 年 は , 国 際 宇 宙 年 と し て 多 彩 な 行 事 が あ り , に 思 わ れ ま す 。 勿 論 . 宇 宙 科 学 研 究 所 は す で に 十 ま た . 実 質 的 な 成 果 も 数 多 〈 挙 が っ た 年 で も あ り 分 吟 味 さ れ た , 独 自 の 長 期 ま し た 。 宇 宙 科 学 研 究 所 と し て は 何 よ り も 長 年 に め て お り , 急 激 な 変 化 を 必 聖 書 と す る 状 況 で は あ り わ た る 日 米 協 力 が 実 っ て , 昨 年 AIL 7月 , 無 事 衛 星 を 軌 道 に 送 り 込 み 順 調 に 鋭 G E O T mlJ 成 巣 を 挙 げ ま せ ん 。 し か し な が ら , 国 際 環 境 , 社 会 環 境 あ る い は 開 発 や 研 究 の 内 容 は 予 想 を 超 え た 変 化 を 遂 げ つ つ あ る こ と を 喜 び と す る も の で あ り ま す 。 さ ら る の は 当 然 で あ っ て . 常 に そ れ ら に 配 慮 し 将 来 計 に 闘 に 反 映 さ せ ね ば な り ま せ ん 。 こ の 時 に 当 た り , rょ う こ う 」 の 活 総 は 特 筆 す べ き で あ り , こ の 他 に も 「 さ き が け 」 の 帰 還 . 有 . » 1 4 飛 朔 体 の 実 験 , 人 工 オ ー ロ ラ 実 験 こ れ ま で の 実 績 を 踏 ま え . さ ら に 今 後 S E P A C , オ ー ス ト ラ リ ア に 於 必 要 が あ り ま す 。 そ こ で . 現 在 そ の よ う な 見 直 し ン の 基 礎 開 発 研 究 な ど で 報 わ れ る こ と の 多 か っ た 作 業 が 運 営 協 議 只 会 議 の 要 消 に よ り , 第 二 期 計 画 一 年 で し た 。 そ し て , 今 年 は 間 も な く , 世 界 の 天 策 定 委 貝 会 ( 仮 称 ) で 進 め ら れ つ つ あ り ま す 。 A S T R O D の 打 ち 上 げ 実 験 幸 い 宇 宙 科 学 研 究 所 は 今 日 ま で に 発 展 を 続 け て 参 り , 当 初 計 画 の 規 模 は ほ ぼ 実 現 世 紀 を 望 み , 国 際 的 評 価 に 値 す る 研 究 所 像 を 作 り 上 げ る 司 王 が で き ま す よ う , 出 来 る だ け 多 く の 方 々 が 行 わ れ ま す 。 12 年 の 間 , 順 調 10 年 な い し 15 年 を 見 通 し て , 研 究 所 の よ り 一 層 の 発 展 を 計 る け る 気 球 笑 験 , エ ア ー タ ー ボ ラ ム ジ ェ ッ ト エ ン ジ 文 学 研 究 者 が 注 目 す る i計 画 に 従 っ て 事 業 を 進 に ご 意 見 を い た だ き た し 年 頭 の 紙 而 を 借 り て お 願 い 申 し 上 げ ま す 。 出 来 た 段 階 に あ り ま す 。 一 方 , 世 界 的 に 見 れ ば , -1- 21 X 線(を」二),可観光(右上), Hα 線(左下),マクネトグラフ(磁渇強度の針演l器右下)で見た太陽 新年特集号に寄せて ISASニュース編集委員長松尾弘毅 「ょうこう J の打ち上げ以来はや一年余りが 苦楽ガ始まります。 過ぎました。我々ロケット側の人聞は、長年の 定だ私1こは,新年にあたりその成果を紹介し 準備と極自幅広緊張の10分間ののち,あとはご親 喜びを新芝にするという楽しみガあります。 戚の方々でどうぞと主主てぜりふとともに次の苦 充実し芝特集号だと自負しております。 労へと山〔実験場〕を下り,そこから衛星側の -2 ー 太鴎コロナは超高温のプラズマの世界 Il[税光で見た太陽は約 6000度の火の二E ですが. その外 1WJ に太陽の外層大気=コロナが大きく拡が っています。コロナは希薄なガスで,太陽本体と 比べると明るさは 100)J 分の l もありません。皆既 日食のときに.専門家もアマチュアも望遠鏡を仰 いで日食地帯に集まるのは,コロナを十分に観測 できるのが皆既日食のチャンスに限られているか らです。 日食:母哀を詳しくみるとコロナにはさまき'まな 流線状の椛進があります。光球(可微光で見た太 陽の表面)のすぐ上の宮1\分は彩府と呼ばれ, Hα線 (水素のパノレ7 一系列の線スペクトルのひとつ) だけを通すフィルターを使って見てみると,その 僚子が観察できます。すると.紅炎(プロミネン ス)や略条(フィラメント)と呼ばれる精進がや 「ょうこう(陽光: YOHKOH)J 。いま,この名 はり何かの流れのような形を現しています。この 前は,世界中の太陽物思司および|刻 iili研究者の熱 彩層の上に拡がっているのがコロナなのです。い い視線を集めています。 ったい何がこうした憐造を決めているのでしょう 1991 年 8 月 30 日,宇宙科学研究所・鹿児島字 Ai ZE 間観測所から, か。太陽では黒点やその周囲に強い般極(舷 1i の 極, M-3S11-6号機が打ち上げられ S 極のようなもの)を持っています。また. ました。長期にわたった生みの背しみの後に,「ょ 2畏占領域の外にも紛いけれども拡がった磁極があ うこう」が誕生した瞬間です。太陽 X 線鋭測衛 )jl. ります。じつは.これらの磁極からコロナに延び 「ょうこう」には, 2 つのぬ像鋭掴IJ 機株〔軟 X 線 出した磁力線が. コロナの流線状の形を支配して 望遠鏡( SXT) と制 X 線望遠鏡 (HXT)) ,軟 X 料i の いるのです。逆に.コロナの形を観測することで, 精密分光装置=プラ y グ分光器 (BCS) , X 線から 見えない織力線を見ることができるようになリま ガン 7 線までの広い範凶のスペクトル測定装置 す。 (WBS) が搭載されています。 ところで.コロナは lOa 万度以上の超高温の世 これらの装置が何を狐っているか,まずは簡単 界です。こんな高弘て・は,ほとんど全ての物質の に紹介しましょう。 原千が,イオンと電子に分離して.プラズ 7 気体 皆既日食で見られるコロナ 彩層とブロミネンス -3 ー . . の状態になっています。プラズ 7 は'必%をとても 流しやすく. ', ILiAt は総力線に沿って i~U しさらに '!L iAt はまわリの総力紙i をひねりあげ.こうして俄 場を慌びたプラズ"?(般化プラズ"?) '1' に. ~~11i した状態の磁力総ができてきます。ちょうどゴム 級を似りあげた隊チを忽 1象していただければいい でしょう 「担I~ I) あ If る」と言いましたカ九そもそも ';I!:流 を流す起;1£力のもとは. WI] えば黒点の N 極. が 相 対 的 に 移 動 し た り . Inl 転 し た リ . 炎 而 の 流 体 の て., ','. iAUl <北桜 で す 。 太 陽 の I ' i 転 は 亦 • sb t i 黒点の伝大図 と い う 太 陽 i芭 ふ き ん 附すき'るのです。ところが .X 線は 100 万度より向 山の物質からだけ放射されます。つまり.光球は IH 極に近づくにつれて i星くなるとい う妙な1' 1 慨をもっており.これも紘); 総を仮りあ X 料!て'は兵っ H古で, げるのに彬科します。こうして.コロナの他 lJ~ す。日食のときには "f視光でもコロナが見えます は惚維な附 iit をして.時々刻々と変化するのです。 が.かんじんの中心部分は月に隠されて比えず. 「ょうこう」はコロナの磁力紛の構 i阜の変化を迫 コロナだけが明るく鮒くので コロナの全体像が分かりません。また. コロナの 跡し太陽のダイナミソクな姿を明らかにしている "f 悦光の脳It きは光球からの光がコロナの物質に I\~ のです。 tiしされたものであるため I 明るさはコロナの官!主 に比例しています。 X 線では.太陽の千 1 )1111111 if)コ 軟 X 線で見る太陽コロナ ロナの全体像が.いつでも観 iJIII できますし.その 「ょうこう」は X 線で太陽コロナを観測してい ます なぜ X 線でその'1;'を見るのでしょうか。 悦光では太|湯本体が II) 1 るすぎて. lリ l るさは術 l庄の 2 )長に比 WI] しています。それだけ 'ff コロナがなか主 濃淡がクリアであり. 6:藍力料l の立体 (I(J 桃iit を解明 するのに適しています。コロナの時々刻々の変化 かはえません。太陽の光 f;R は 60001支の 1山主て治!"-、 を追うことになると. 日H見たを放射しているのに NL. もいいでしょう コロナは it"ii与で もう X 線の独川上品と J って 、. X 線(在)と司視光(右)で見た黒点(岡崎lこ観測した) -4 活動犠 「ょうこう J 軟 X 線望遠鏡ガ見た太陽 このコロナの観測は r ょうこう J では.軟 X 線 いまだ謎は解かれていません。 フレアの進行過位のなかで,とくに急激な現象 望遠鏡( SXT) が担当しています。 が.インパルシプ相!とよばれるフレア発生の初期 の H寺|首卜HI に観測される「粒 [-JIll 述」現象です。こ 硬×線,ガンマ線で見る太陽フレア .!,If: ,l.\ の群れのあたリが.突然,駈It きをまし.大 の H寺解脱されるエネノレギーの大部分が位 f- (~rt-f 量の布エネルギー粒チが;-,3 1]1間:!Z I 日l に振りまかれ やイオン)の Jm;主に'tel(やされ.大 fit の太陽宇宿線 る現象があリます。これが太陽大気中での政大の が数秒~数卜秒、で作リ fごされます。フレアはまさ 爆発,太陽フレアです。太陽フレアは地球にもオ しく天然の粒子 JIll;主総なのです。光速度ちかくま ーロラの発生や屯波障害などの形てすJ15智を泣ぼし で加述された屯 f が街度の高い彩層に飛び込むと. ます。太陽フレアが起こると数分から 1 時間以内 fJ]Iiぃ(エネルギーの高い) X線が放射されます。 の知い時間のあいだに. 従って.この硬 X 糾l を捕まえてやれば.粒子加速 I メガトンの水爆 IO!窓側 分ものエネルギーが.高エネ jレギーの粒 r. に関する情報が得られます。「ょうこう」の硬 X 線 数千 望遠鏡 (HXT) は.これを狐っています。 ]j- 数億度の超高温プラズ".物質の fS昼間l 空間 への放出などの形で,解紋されるのです。太陽フ 高エネルギーのイオンは,プラズ 7 粒 f と衝突 レアは振りあげられ緊桜状態にある黒,ぽ JafE の して,原子校反応を引き起こし.さまざまなガン コロナの織力紙l が保持していたエネルギーが突発 7 線を放射します。 r ょうこう」の!ム帯成分光~~ 的に解き放たれる現象であると理解されています ( WBS) が,なぜこんな短時間に急激な燦発が起こるのか, オン起源、のガン 7 線までの!ムぃ範聞のフレアのス は.軟 X 線から硬 X 線.さらにはこのイ ペクトノレを観測し.粒子加速現象を解明するため の 1,1;礎的データを従供しています。 大抵の高エネノレギー粒子が彩層に飛び込むと, 周聞の物質が急激に加熱さ fl. 急膨張します。プ ラズ7 が古L 流状態になりつつ.毎秒数百 km の速さ で上易します。「ょうこう」では.こうしたプラズ 7 の温度,官l主.到J きをプラ y グ分光総 (BCS) で詳細11 に捌べています。(小杉健郎.常日 l 佐久) Ha 線で見た太陽フレ戸 EJ 硬×線望遠鏡 (HXT) 田 稔 先 生 の 考 案 し た も の日 て本 九 のX 線 天 文 学 の 伝 統 的 な 技 術 の ひ と つ で1す 9 8。 1年 打 ち 上 げ の 太 陽X線 観 測 衛 星 「 ひ の と り 」 で は , 衛 星 の ス ピ ン を 利 用 し た 「 回 転 すJ だがれ 使われました。「ょう こう」は 3軸静止の衛星ですから.ひとつの「す だれ」からでは画像を得ることはできません。そ こ で r ょ う こ う 」 のX硬 線 望 遠 鏡( H X T )で は . ス リ y ト の 向 き と yピチ の 異 な る 6 4個 の 小 J型 の「す だ れ 」 を 用 い て 6, 4個 の 検 出 骨 量 の 強 度 の 途 い か ら 「百更し、 J X 線とは,太陽物理学の世界では,お 画像が取得できるようにしました。原理的には数 おむね 10 キロ電子ボルト以上の X 線(波長では約 学のフーリエ変換によく似ているので「フーリエ l オングストローム以下)を指す言葉です。この 合成砲望遠鏡」と称していますが,笑際には,大 エネルギー以下の軟X 線は司数 100 万度の太陽コロ 塑コンビュータで「最大エントロビー法」などの ナ全般から放射されるのに対して.硬 X~ は主と 線維な解法を使って,画像の再生をしています。 「ょうこう」の X硬 線 望 遠 鏡( H X T )は 司 . J ! X ! して,フレアが起こった時に数十キロ 1ft子ボルト 以上のエネルギーまで加速された屯子から, もし くはフレア時に生成される数千万!支の超高温ガス から放射されます。 線 の 槻 { 象 望 遠 鏡 と し てN はA,S A の太陽観測衛星 S M M衛 星 rひのとり」の「凪転す J だ にれ つい て九世界3 で番 目 の 硬 X線 望 遠 鋭 で す が , 1 0約 0キ ロ 電 子 ボ ル ト ま でX の線 硬像 を4 つ の エ ネ ル ギ 一 この硬・軟 X 線の境目の波長,約 1 オングスト ロームという長さは.金属結晶の原子の間隔てい 帯 で 同 時 に 縄 像 で き3る 0キ( ロ1 f t子 ボ ル ト 以 上 で どであり.軟 X 線 I i'、ろいろ工夫すれば反射望速 は初めての昂像 iN1]), 観 角分解能約 5秒 角 ( 従 来 は 鋭をつくることができますが,硬 X 線ではどうし 約 1 0秒 角 ) , 時 間 分 解 0 .能 5秒 ( 約l 桁 の 向 上 ) と てもレンズや鋭ができません。では,硬 X 線では, いう優れた性能を誇っています。打ち上げ以来既 どうすれば画像が得られるでしょうか? に 約5 0 0個 の フ レ ア を 観 測 し て お X り線 ,望 軟遠 鏡 ピンホーノレを用いて写真を織るのが一番簡単な (SXT) で搬られた画像と詳細な比較をすること 方法ですが.角分解能を向上させ鮮明な画像を綴 で.太陽フレアの粒子加速の現場の詳細を明らか るためには小きなピンホールが必要で.そうする にしています。(小杉健郎) と感度が足りなくなってしまいます。そこで.「す 色々な方向の 色々な聞闘の た'れ」コリメータの技術を使います。これは.小 すだれで見てやる 見る角度で鍵劇的に 見えたり見え舎か 9 た η 、、口\し \t 像倉庫 る 以キいヤパい臥 :: 、‘‘、 1hir 、、、 1-4b' 「すだれ J コリメータ 山半 11 l- ヘ込、す 見える 叫WMW\ 一 山市…制Ni 検幽 IJ 硬 X 線望遠鏡の画像再生の原理 -6 ー 園 軟 X 線望遠鏡 (SXT) 軟 X 線望遠鏡の大きな特長は. リング状の料入 射 X 線ミラーの光軸ヒに可悦光のレンズが遣いで あり, X 線画像だけでなく光の太陽像もほぼ同 H寺 に取得できるよう工夫してあることです。フィノレ ターのいくつかがガラスでできており,これが光 路上にあると X 線はガラスでシャットアウトされ. 可視光の函{象が得られるわけです。この工夫によ り, X 線幽像と光画像の l 秒角の精度での重ね合 わせが初めて実現しました。 X 線画像からはコロ ナの磁場のようすが,可視光の画像からはコロナ 磁場の光球而での切り口である県点などのようす が分かるので\ この望遠鏡はまさに太陽舷tょうの 3 次元望遠鏡として働いているわけです。 軟 X~望遠鏡で忘れてはならないものが,衛星 に搭載されたコンビュータの働きです。このコン ビュータは,太陽活動の状況に応じ,地上との交 信のないときにも.事前の池上からの指示に従っ て山ら鋭 iJIIJ 条件を決定し,望i卓鋭を ilill 御していま 「ょうこう」の軟 X 線望遠鏡は, x 線反射望i卓 す。とくに重要なのが.画像データをこのコンビ 鏡と cco カメラ(最近のホームビデオカメラ等に ュータで解析しての自動観測制御機能てヘ例えば 内 1哉されている織像素子)により太陽コロナやフ フレアが発生すると.その発生位置を採り,フレ レアを Wi象する汎用の望遠鏡です。ミラーの性能 アの激しい変動を追跡すべ<. は 1970年代に活践したスカイラプに積み込まれた 速さでフレアの起こった領域だけを切り出して占駐 太陽 X 線望遼鋭をはるかに凌ぎ,空間分解能約 3 車三します。またフレアの明るさは数分間のあいだ 秒角(太陽而上て咋(j2000km に相当)を達成し, に何桁も変わりますが, さ 2 紗に 1 枚という コンビュータが球出時間 らに鋭的l が精密に加工されているため,コントラ を自動的に段通化しています。 F ょうこう」の軟 X ストの高い画像を得ることができます。 cco カメ 線望遠鏡は,これまでに数百例のフレアの鮮明な ラの前面に Lt ,数種の金属フィノレターを備えたフ 画像を含む,約 100 万枚にものぼる画像を地上に ィノレターホイーノレがあって, 100711:瓦から数千万!止 送ってきています。(常国佐久) までのいろいろな弘J交のプラズマからの X 線放射 cco 刀メラ を選択して鋭測できます。 フィルヲー ホイール 勺 cco フィルヲ ホイール 司視光 第一双閲薗 レンズ 車~X 線望遠鏡 (SXT) の原理図 較 X 線週遺鏡の分解図 -7 ヲ 戸センブリ ウ マ 邸 後 X 鰻ミラ ツヲ ヤ一ト シモン 入射側 フィルヲ 太陽コロナのダイナミクス 「ょうこう」の軟 X 線~遠鏡( SXT) は. 頻発する大規模コロナ情造の変化 CCD を 検tH ?,ii としておリ.デジタノレ凶if象が連続 (I(j に取得 伺を l砕かな領域(活動域の外部)のコロナに転 できるようになりました。これをビデオに制集 L. ずると,ここでも従米恕像されていたよりずっと 繰り ill し観察することで.これまで比つけられ辛 ダイナミ y クな現象が起こっています。まず活動 かった多くの現象が発比されつつあります。 肢から総れた厳かなダ では.その代表例を初介してみましょう。 にときどき起こる変化がその上空に大きな X 線で 活動媛コロナの連続的膨張 光るアーケード( 1レープのタI]) を作り出します。 軟 X 斜i で明るく鎌< i丙動域のコロナは r ょうこ また タフィラメント(附粂) i首動威内の小さい変化が周辺の弱い儀場の う J が観測を始める Iii) には,主点の磁場でしっか コロナに大きな変化を引き起こし,これが伝わっ り同定され.ジワジワと 1m 熱されている濃いプラ て X 線アーケードの形成を引き起こす f§IJ も見られ ズ <'foii城であると巧えられてきました。しかし. るなど.静かな領域のコロナは.いつも大きく変 SXT で悌られたビデオを観祭しますと,出動域コ 化しています。活動 I或コロナと怖かな領域のコロ ロナはときどき熱いプラズマ気体がその小に注入 ナの治重rlJはおIiいに関連し.太陽を包む一つの大 される高温の般会\1 レープの鮮のよ 7 に見えます。 きなシステムを形成しているのです。 また.この領域はしっかり liil 定されじっとしてい 剛体回転するコロナホールの謎 るわけではなく,毎秒数 km から数十同という低迷 太陽は.赤道付近で速し緯度が高くなるにつ I~ で.ゆっくり外に ri'J IJもって連続的に膨娠してい れて i堕くなるという妙な白転をしています。これ るという窓外なことが分かりました。 は.太陽が地球のような固体(同IJ 体)ではないの ii(j 動成コロナは'時;伎が高いので,太陽からの物 質の政山品としては意外に高い ;t司令を山め司 もし. で可能なのです。ところが.コロナホールと呼ば れるコロナが極めて希薄で暗い領妓 l ;t .ひとり剛 これらが惑星 JB1~ 川までけ l てきているなら.太陽 体のように回転をしています。この現象は.太陽 !瓜の成分として無視できない;則合を ~i めます。こ 内部の l滋気活動が関係していると考えられます。 の様な般会t 加速による成分はこれまでの太陽風現 品では f 恕されていなかったものです。 「ょうこう」の i皇統図像を朋いて.今その(,1['先が 本絡化しようとしています。(内岡 -8- 山) 軟×線で見たジェット現象 が 本 当 に 物 質 の 噴 出 現 象 で あ る と い う 直 按 的 な 証 拠 は ま だ あ り ま せ ん 。 こ の 点 は ク ェ サ ー や ~ r L 波 銀 河 か ら 噴 出 し て い る ジ ェ 0 8 : 1 2 : 1 2 1I ・ 28:20 y 卜 と 同 じ で す 。 し か し , 様 々 な 状 況 証 拠 か ら . 1 1: 3 0 : 2 8 少 な く と も ク ェ ー サ ー の ジ ェ y ト よ り は 本 当 の ジ ェ 12-Nov-91 y 卜ら し く , 物 質 が 噴 出 し て い る よ HALFI OOx1 00 うです。 き て , で は な せ ' こ の よ う な 「 ジ ェ ッ ト 」 が 発 生 し た の で 11 :3 6 : 5 2 1 3 : 1 5 : 2 2 し ょ う か ? 「ょうこう J SXTI~ の連続写真を比ると,コロ ト の 足 元 に あ り ま す 。 足 元 の 惰 円 状 に 見 え る 領 域 ナはいたるところで激しく変動しているのがわか は 実 は 小 さ な 活 動 領 域 に 対 応 し て お り . ち ょ う ど ります。なかでもひときわ目をひくのが r ジェ y ジ ェ ッ 卜 が 噴 出 し た 時 に そ こ て ヮ ト さ な フ レ ア が 発 卜」現象です。「ジェ y 卜」とは紺l 長〈絞られた高 生 し て い た の で す 。 さ ら に ジ ェ ッ ト が 消 滅 し た 後 速のガス流のことを言います。被近十数年の間に の 足 7じ の 活 動 領 域 を よ く 見 る と , 穴 が あ い た よ う クェーサーからハレー持昼にいたるまで,宇宙の に 見 え る で は あ り ま せ ん か / あらゆるところで不思議な「ジェット」が絞々と と き に 強 気 リ コ ネ ク シ ョ ン ( 磁 力 線 の つ な ぎ か え ) 発見されたことはまだ記憶に新しいところですが, が 起 こ っ て 磁 力 線 の ト ポ ロ ジ ー が 変 わ り , 見 か け 「ょうこう J はこの「宇宙ジェ y トの発見の時代J 上 の 穴 ( プ ラ ズ に新たな 1 ページを加えました。 で す 。 ジ ェ ど う や ら フ レ ア の 7の 希 薄 な と こ ろ ) が で き た よ う y ト は そ の と き に 解 放 さ れ た エ ネ ル ギ ー で 加 速 さ れ , 磁 力 料 上図をご覧下さい。これは太陽全 l剖の SXT 像の lに 沿 っ て 噴 出 し た の で は な 一部 (36万 kmX36 万 km) を切り出して,時間の IIIR い か , と い う 仮 説 が 生 ま れ ま し た 。 も ち ろ ん , こ に並べたものです。通常の写真と i選って反転(ネ れ を 確 か な 説 に す る に は ま だ ま だ 多 く の 研 究 が 必 ガ)になっていますのでご注意下さい。つまり時 要 で す 。 こ こ で 説 明 し た よ う な 大 規 模 な ジ ェ ッ ト は 「 ょ 〈見えるところは実際には X 線で明るく光ってい るところです。左上の図が 1991 年 II 月 12 日の 8 時 う こ う 12分 12紗(世界標準時) .真中上の図が II 時 28分 20 以 上 発 生 し , ジ ェ ッ ト の 総 数 は す で に 秒.右 1-. の図が II 時 30分 28秒.等々. となってい え て い ま す 。 上 で 述 べ た 仮 説 は 巣 た し て ど の く ら ます。 8 時 12分には何も見えなかった図の中央付 い 普 遍 的 な の か , 宇 宙 ・ に 見 ら れ る 他 の ジ ェ ッ ト 現 近に. 11 時 28分になると突然細長い aty ぃ筋模織が 象 と 共 通 点 は あ る の か , フ レ ア や コ ロ ナ 加 熱 機 構 出現しています。これが「ジェット」です。長さ はおよそ 20 T! km. 見かけの速度は秒速 100 k m以上. 運 動 エ ネ ル ギ ー は 1027 erg 程 度 と 推 算 さ れ ま し た 。 r ジ ェ y ト 」 は J 打 ち 上 げ 以 後 I ヵ 月 に 少 な く と も 10 例 100 WI] を 越 と ど の よ う な 関 係 が あ る の か . な ど な ど . 謎 は っ き ま せ ん 。 今 後 の 研 究 の 進 展 が た い へ ん 楽 し み で す 。 13 時 08 分 に な る と 完 全 に 消 滅 し て ( 柴 田 一 成 ) い ま す 。 ビ デ オ に し て 見 る と ダ イ ナ ミ ッ ク な 噴 出 の 様 子 が よ く 見 え て 非 そ の 鍵 は ジ ェ ッ 711 , に 印 象 深 い の で す が , こ の 現 象 9 ピカピカ輝く無数の小爆発現象 ん。むしろ .1,I};lJ. の周辺部分でやや強い他場のある 領域が明るく絢i いているのです。 軟 X 紛l 望遠 Ut は太陽 1m 上の約 1800k" の大きさの 物体を比分ける能力を持ち,活!friJf;(i肢を約 30 紗に l 枚の '11fl11干で述絞峨首長しています。このすばらし い能力によって.活動領肢の小さなループカ九、た るところで頻繁に.数分から十数分のが命で突然 i切るくま軍〈現象が発見されました。爆発の規模は 先立も小さいフレア(太陽 l削爆発)よりもさらに l 桁から数桁小さい現象です。詳しく訓べると.阪 数のノレープが交差したりまとわりつくような形態 をとる場合が多いことが分かりました。これは Y4 なるループが接近することによリ何らかの相11:作 用によって 6草場のエネルギ が解政さ I しループ 内のプラズ 7 が加熱されることが.活!fI})f,(jJまの中 l.~~}.~ 鮮の近辺,すなわち治動領域の|二 2去のコロ でいつも起きていることを示しています。 では. ナの隊 f を軟 X 線宅述鋭で詳しく凡てみましょう。 軟 X 線で}よると活動訂iJ戒は.制I' 、ひも状の構造 もしこのように小さな爆発説象が森の '1-' の一本一本の木のようにたくさん起こっていると の集まリから成り立っていることがわかります。 したらどうなるのでしょう?一つの爆発による加 このひも状の情遣は「磁気ループ J (磁力符)と呼 熱エネルギーは小さいけれども.その集合(森)に ばれ.太陽 1(11 から H~ てきた磁))線の形をよしてい よる加熱エネルギーは膨大なものになる可能刊ーが ます。舷場の 1~1 '"、活動微減て'は.加熱されたプラ あります。今までは,太陽の内部で発やした音波 ズ 7 が磁力線に閉じ込められているために軟 X 線 や 6草場の波(アルフベン波)によって活動領域の で特に強〈制〈ループとして観測されているので コロナカサJfI非具されると 4・えられてきましたカペ す。おもしろいことに. JI",'j'; に ~~t l"、他場を持つ .1:1A 爆発 #t 象の集合による前J1i1) 領域コロナの加熱とい /,i~ の点上のコロナは軟 X 線では全〈光っていませ 7 新しい巧ーえが「ょうこう」の観測でやまれまし 4、 た。今後のぶしい解析結米; が楽しみです。 (治水敏文) 上図較 X 線留選鏡の写 した活劃領減広大画像。 左図活動領繊の短い時 間の変化。 -10- 軟 X 線で捉えた磁力線つなぎかえの現場 るのに段通です。/レ一プの頂上付近で X 線が明る く槻いていますが,まさにここが磁場のエネルギ ーが解放された現場と考えられます。 ループ内の尚沿ガえの I仏!主は,外相IJ に行くほど 向くなっています。磁気 'I" 性線|ーで爆発的な舷力 似のつなぎかえが起こってエネルギーが解脱され. ガスが高山に加熱されるのですが,この観測は磁 力紛l のつなぎかえが起きて聞もない附 jll l\ll では温 度が応仁つなぎかえから切り放されてから H寺聞 の絞った内部では let に冷却が始まっていることを 示しています。 111一年 2 月 21 n. この画像は,磁力線のつなぎかえによってエネ 太陽の東の tまで発生したフレア の軟 X 線画像をお見せしましょう。この凶if撃は. ルギーが解放されていく過位の存在をほぼ問 i主い 太陽光球に ~n を出した N 極と 5 極の!日1 を結ぶ巨大 なくぶした紘初の観測l 例て二「ょうこう」の{量れた な磁力線のループが地球からその'Rを見るのに適 性能を示すもっとも良い WI)の一つです。 した方向にそそり立っていて.フレアの t構造を知 (常問佐久) プロミネンスの爆発的上昇とコロナの物質放出 コロナの中に浮かんでいるプロミネンス(キ l 炎) は 1 - 2 ヵ月ほど安定な姿を保っていたかと思う の は 初 め て で あ り . プ ロ ミ ネ ン ス 上 外 の ! 点 肉 や M E と.突然爆発 (I(J に上川を開始して見えなくなって デ ー タ と な る で し ょ う 。 ( しまいます。このプロミネンスの爆発的上対にと もなってコロナの中を高速で{ムわって行〈球間l 波 状の締造が観測されますが,これはコロナの物質 波山 (CME) と l呼ばれる現象です。 2 - 3 1:Iiまに は地球にその 1断然 t症がやってきて俄気 Iii.やオーロ ラを発生させることもあります。 1992年 8 )~ 28 1:1に太陽の求縁で発生した,プロ ミネンスの上川の軟 X 線写真では(制II かい椛泣を 凡るためネガ写!~~にしています) .プロミネンスそ のものは低い沿皮であるため写っていませんが. プロミネンスを取リ閉む磁力紙l を示す.~妙によ じれた線が{OJ本もち:っています。そしてその外側 には.望遠鋭の視野の限界を越えて膨娠しつつあ る.半球状の CME が見事に織影されています。太 陽の縁に近いところに見られる明るい部分は,プ ロミネンスの上舛 lニf'I乞って発生したフレアで, , J J. u n~ 1m la に ri'J か つ て 飛 ん で 行 〈 プ ロ ミ ネ ン え の 下 1開 で 磁 場 エ ネ ノ レ ギ ー の 解 放 が 起 き て い る こ と を 示 し て い ま す 。 プ ロ ミ ネ ン ス の 爆 発 的 上 告 う X線 コ ロ ナ の 桃 1 に と も な i立 が こ れ だ け 細 か く 織 ; 必 さ れ た I I が 形 成 さ れ る プ ロ セ ス を 解 明 す る ー C 1- て.~ i' t 軍 な il 主 jl 免 ) 硬 X 線で見た太陽フレア 硬 X 線の二つのエネルギー帯で見定フレ?の硬 X 線画像 の変化。左ガスパイクの明るい時間帯,石ガ暗い時間停 の画像(画像の一辺は 3 万畑〉。 ます(左図の白線が N 極と S 極の境 FI )。これは, 1iJl! X 線が二つの場所を結ぶ磁気ループの椴元から 強〈出ていることを不しています。 二つ目玉の硬 X 線の明るさの変化を詳しく調べ ると,ニつ目玉それぞれの明るさが0.1 秒以内の精 度で同時に変化していることがわかりました。こ れは,硬 X 線を出しているのは光速近くまで加速 された電子であることを示しています。 一方司硬 X 線がl情くなったスノマイクの谷間では. 「ょうこう」に搭載された硬 X 線望遠鏡 (HXT) 硬 X 線像は 33keV 以上の高いエネルギーで二つ目 は,エネノレギーの高い X 線(硬 X 線)で太陽フレ 二五なのに対して. アの姿を槻像します。太陽の表而にはいたるとこ X 線ではその真ん中付近で一つ目玉となっていま ろ N 犠と S 極の「織イ I J がMj を出しており,この す。このことは.電子の加速は磁気ループの関上 両極をつなぐ他力総(般気ノレープ)がコロナ中で 付近で起こっており .m子の加速の弱まったスパ t準々に相 17工作用することで,フレアは起こります。 イクの谷|甘l では低エネルギーの電子がループの頂 硬 X 線は, 上 iii くで捕捉されていて,エネノレギーの低い(rl!' X フレアが生み出した高エネノレギーの電 f が太陽の大気に衝突することで出ていると考え 23-33keV の低いエネノレギ 線を出し続けているため, の と考えられます。 このように碩 X 線像変化を詳しく調べることは られています。従って硬 X 線の観測からは,電子 が磁気ループのどこで.どのように加速されるか. 「ょうこう」で初めて可能になったことで,電子 さらに破 X 線がどのようにして放射されるか.を の加速機構はもちろん,フレアの J在日E過程の解明 知る手がかりが得られます。 に大きな威力を発揮しています。(坂尾太郎) ここでは 1991 年 II 月 15 日に起こったフレアをj;'1j 15001 として,硬 X 線でフレアがどのように見えるのか 1000 ト 紹介しましょう。 500 卜ー 右図はこのフレアの X 線の明るさの時間変化で OL ドご1 it一人J42K1 す。 22.7keV (キロ電子ボルト)以上の高いエネ ルギーの X 線は I切るさが約 1 分間の短い時間に 3 回司スパイク状の変化をしていることがわかりま す。このような激しい変化を示す時間帯はフレア 1Jし 32.7引""~ の「インパルシプ相 J と呼ばれ,電チの加速が特 に強〈起こっています。このスパイクのもっとも 明るい時間帯とスノマイ 7 の谷間l の時間管の破!X 線 ::jL 画像を上図に示しました。これを見るとスパイク の頂上では硬 X 線像は二つ目玉とそれをつなぐノレ ープ状の形が見えます。二つ目玉の明るいところ 22:34 は,他の観測から丁度 N 極と S 極「磁石 J が顔を 出しているところに対応している事が分かってい 1991~ 王11 月 15 日 の フ レ 戸 の 明 る さ の 変 化 …1 。 , @ 二つ目玉の硬 X 線源と彩層の蒸発 " ' " A 2ど 7 間 相A m 挺g V G A 1991 年 12月 16日 。 : 1 2 γ k e V X 婦の波長 1991 年12月 16日のフレヨコの X 線の明るさの変化 太 陽 フ レ ア が 起 こ る と コ ロ ナ の 健 気 ル ー プ の 中 で 加 速 さ れ た 屯 子 が 彩 層 に 突 入 し 万!主)高い'It.' (左上)と硬 X 線画像の変化,カルシウムイオ , iM./: 主 が 低 < ( 1 ンの特性 X 織のスペクトル変化(右下〉。 I.主 の 彩 層 の ガ ス を 急 激 に 加 熱 し ま す 。 加 熱 さ れ た ガ ス は 彩 層 か ら 蒸 発 し 再 び 舷 気 ル ー プ を 上 昇 し . 般 会 正 ル ー プ を 高 温 (2000 万 度 以 ト ) から蒸発し非常な速さで飛び出してくる何よりの 高 官 度 の ガ ス で 満 た し ま す 。 こ の よ う な 「 彩 層 の 証拠です。その速さは . ぷ 発 」 モ デ ル が 「 ょ う こ う 」 の 観 測 に よ っ て 証 明 ブラ y ク分光 mf によって.太陽大気のダイナミソ さ れ た の で す 。 クな高品ガスの動きを見事に捕らえることが出米 こ こ で は 1991 年 12 月 16 自 の フ レ ア に つ い て 紹 介 し ま し ょ う 。 こ れ は li j!i X 線 で 見 る と 約 たのです。 30 秒 し か 続 プラ y グ分光骨量の性能は.太陽大気のダイナミ か な い ス ノ マ イ ク 状 の 明 る さ の 変 化 を 示 す フ レ ア で し た が . そ の 放 射 y クな首1) きばかりではなく高品tl ガスの性質を調べ 1燥 の 精 進 は 見 に な っ て い ま す 。 こ の i i J ! i るのにも有効な働きをします。高温ガスのイオン 'rq こ 「 二 つ 目 玉 」 X線 て ' 観 測 さ れ る 「 二 つ 目 玉 」 は 磁 気 ル ー プ で 加 速 さ れ た からは.係々な波長の特性 X 線が光るのですが. 特定の波長の特性 X 線の明るさの比から.その尚 ~tt 子 が 彩 層 に 飛 び 込 ん で い る こ と を 示 し て い ま す 。 t品ガスの r且!立を見柑t もってやることが出米ます。 ブラッグ分光器で欽イオンの特性 X 線を詳しく鋭 こ の 時 の 様 子 を ブ ラ ッ グ 分 光 器 で 凡 て み ま し ょ う 。 硬 特 性 X線 が 明 る い 時 間 帯 の カ Jレ ン ウ ム イ オ ン の 担II してやると ( 汀 < ) な っ て い る 約 4000 万度の「組問温ガス」が存在していること こ と が 分 か り ま す 。 こ れ は . カ ノ レ ン ウ ム イ オ ン の カf 明らかになりました。 フレアに 1半う「彩層の j再発 J 現象によって大泣 X線 を 出 し て い る 高 温 ガ ス が 太 陽 の 外 側 に ( 我 々 に 向 か つ て ) 高 速 で 吹 き 出 し て い る た め . j栄 の た め 波 長 が です。このことは, r 彩府の iN.発 J によって大誌にでき る 2000 万度の高弘ガスのほかにもっと沿!止の高い X線 を 見 ま す と , 通 常 の カ ル ン ウ ム イ オ ン の 特 性 X線 に 比 べ . 波 長 が 短 < ラ 一 刻 11j.·秒 1000km にも達します。 ド y プ ~j <(苛< に作り出される 2000 万度の高温ガスの他に存庇す る「超高温ガス」がどのように作り出されるのか, )なっているの iiJ!i X 線を発生する加速された これは今のところ謎なのです。 電子が彩層に突入し加熱された高温ガスが彩層 (i皮漫鉄占X ,印凶美符) 句。 ×線~ガンマ線で調べる太陽の粒子加速 「粒子が,いつ,どこで,そしてどのようにし て加速されるのか? J よ っ て お こ る も の と 考 え ら れ , こ の フ レ ア で は ' a i とし寸問題は,フレア現象 fが 陽 子 よ り も 先 行 し て 加 速 さ れ て い る よ う で す 。 i l l(-は を解明する上で重要な研究テー?ですが,粒子 1m X線 , ラ イ ン ガ ン ? 線 の 詳 し い 速が起きているフレアの現場へ行って.そのあり 1MeV( メガ電子ボルト) ,陽子は 10MeV 以トーまで さまをじかに見ることができません。そこで,加 加速され,太陽表而で激しい制動政射や!原子校反 速された粒子が衝突でつくり出す X 線やガン 7 線 応を起こしていることが分かっています。 の発生のようすをくわしく観測し,この謎に満ち た純子力IIi車の問題を解明していくことになります。 高エネルギーに加速された電 j乙は.太陽表面に ある粒チと衝突して急プレ キ(制動)がかかり. この時 X 線が政射されます。これは伽l動放射とよ ilil 定 か ら . しかし,全てのフレアで同じ微な現象が起こる とは限らず,他のフレアでは電子 だけが刻J半良〈 加速され司陽子はあまり加速されていない例など も観測されており,フレアによって多極多隊な現 象が起きているようです。 ばれます。一方,~エネノレギーの陽子や重い原子 他のフレアでは,原子絞反応、によってつくられ 伎は.太陽大気中にあるさまざまな粒子と激しく た屯チの反物質である陽電子(プラスの屯術をも 衝突しガン 7 線や中性子などをつくり出します。 った電チ)がつくられた証拠が得ています。この ガン 7 線は,衝突に附与した原子伎の経1Ji により. 陽屯子は'lIt子と合体すると,忍者顔負けの早技で ある決まった一定のエネノレギー他をとるため, 瞬時に消滅し, ラ 21闘の 5UkeV (キロ 'i lL子ボルト) インガン 7 線とよばれています。これらがフレア のガン 7 線光チに化けてしまいます。右図には 511 の粒 f 川1i車の謎を解〈鍵となるのです。 keY のエネルギーにわずかなピークが見られます 1:i. 凶は司 1991 年 10 月 27 日に発生したフレアで広 が.これは陽屯子消滅によってつくられたものと 慌減分光器がとらえた硬 X 線とガン 7 線の明るさ 考えられます。このラインガンマ線は. ILl] 動放射 の時間変化を示しました。硬 X 線は 1m 速された m: や他のラインガン 7 線にくらべると.長い時間に 子の制JliIJ hJ< 身、I て'生じ,ガン 7 線は陽子の起こす原 わたって放射されつづけるとし寸特徴があり,そ F紋反応、から作り出されます。両者の明るさの時 の時間変化から陽電チがどこでつくられ.またど 間l 変化の i畠いは.屯子と陽子の加速過程の i主いに こて1自滅したかという手がかりが得られます。こ のフレアの例では陽電子が太陽表面のごく近くの 5000 相A 剛容 G髭 k g 彩層中で消滅したことを示唆しています。 4皿ト 7∞ keV 4000 広骨干減分光器の観iMll 結果から,一口にフレアと いっても多純多機なタイプがあり,フレアによっ て X 線やガンマ線の発生のようすが.かなり異な ・a 100 12 ・ E ~ < { l 軍 艦 " p 入 ' R 20~ 。 〉笠\緩あ G 時到来 4-7MeV 抑 制 0 0 1 変幻 崎 間 ( 砂 ) フ レ 戸 の 硬 3 . 7 3 白 ・・ V 4・・ k 1 " 2・ 1 5 ュ • l ることがわかります。(吉森正人) 1 ・・・ X織 と ガ ン マ 線 の 明 る さ の 変 化 の 例 4皿 5 0 0 光 子 の エ ネ ル ギ ー ( キ ロ 電 子 ボ ル ト ) フ レ 戸 で 見 ら れ た 陽 電 子 消 滅 の 鉦 処 -14- 6 0 0 7由 度 ~ !xx)世~ 「ょうこう」 打ち上げ後の太陽活動の推移 グラフ中の矢印に対応した較 X 線画像.コロナ全 俸が次第に暗く怠っていることガ分かります. 良〈知られているように,太陽活動にはJl年の 周期があり.太陽の活動性の指標となる黒点の数 より極度の高い成分が出来ると,敏感に硫黄の などがこの周期で精減します。今回の太陽活動の 特性 X 線の明るさが地すのです。この観測の結 1 9 極大 J切のピークは.予想より 1 年以上も早<, 来,活動の激しい時期には,コロナを加熱する 89 年 12 月 で あ っ た と 言 わ れ て い ま す 。 「 ょ う こ う 」 通常の機構とは異なる特殊な加熱機構が存在す は , 太 陽 活 動 の 紙 大 るらしいこと,もっと詳細に眺めると, lUl を 少 し 過 ぎ た 頃 に 打 ち 上 げ ら れ た の で の規模を小さくしたような 7 イクロフレアとで rょ う こ う 」 で 観 測 し て い る の は だ ん だ ん 元 気 の な く な っ て い く 太 陽 と い っ て よ い で し 軟 も言えるような現象がより高 1且のガスを作り出 そ の 様 子 を 見 て み ま し ょ う 。 よ ヲ 。 していることが分かりました。 「 ょ う こ う 」 衛 星 の よ う に 長 期 間 に わ た っ て 太 X線 太 陽 像 で は , こ の ペ ー ジ の 上 図 に ま と め た よ う に 活 動 領 域 の 数 の 減 少 が 顕 著 で す 。 ま た , 陽 コ ロ ナ の 全 体 像 を そ れ と と も に 活 動 領 域 の サ イ ズ が 小 さ く な っ て れ ま で に あ り ま せ ん 。 こ れ か ら ど の よ う に コ ロ ナ い く こ と も 注 目 さ れ ま す 。 が 変 化 し て い く の か , 「 ょ う こ う 」 の 今 後 の 観 測 結 ・ 太 陽 全 体 の フレア X線 で 観 測 し た と い う 例 は こ 果 が 本 当 に 楽 し み で す 。 ( 原 X線 の 明 る さ を 黒 点 相 対 数 ( 黒 点 の 弘 久 , 渡 i量 鉄 哉 ) 活 動 , 数 を 示 す 指 数 ) と 比 べ て み 1 0 キ ま し た 。 両 者 の 短 い 時 閉 め 変 化 が 似 通 っ て い る こ と が 分 か る で し ょ 仰 う 。 こ れ は 異 な る 磁 極 を 持 つ 黒 点 意d 心 聞 を 磁 力 線 が 結 ん で い る こ と , そ の 磁 力 線 の ま わ り の プ ラ ズ 陽 表 面 か ら 数 千 ナ 域 で は 7が 太 km 以 上 上 空 の コ ロ e 媛 五z ' i ' i佳 '00 I I I 盤 ~ B C S ) で 観 測 し た 1 0 キ 硫 黄 の ス ペ ク ト ル を , 三 つ の 時 期 300 200 で 比 較 し て み ま し た 。 通 常 , 万 度 な の で す が , E証 '000 411 山 て い ま す 。 ア の 無 い と き の コ ロ ナ は x t量 J X線 で 輝 く こ と と 関 係 し ・ 軟 X線 分 光 器 ( 州 ~ そ こ に 少 し で も ' 0 500 60 。 7 0 。 1991 年 1 月 1 日からの白叡 フ レ 200-400 400 較X線 望 遠 鏡 で 得 ら れ た 太 陽 全 体 の る さ の 変 化 . 点 線 X 線 (O.3-4keV) let 比較のため黒点相対豊置を示した。 の 明 phd l 「ょうこう」と電波ヘリオグラフ で, ;tL い太陽像は「ょうこう」 の軟 X 線望遠鏡による X 線開像 のネガ表示です。太陽の外!日IJ に 上 M して行〈プロミネンスは 100 万皮のコロナに浮かぶ I }Y!主の i氏 1品のガスで,磁j~j に止;えられ ています。プロミネンスは it自治 数ヵ月にわたって安定に1-1- .(1: し ていますが.怖に突発的に上昇 • し,分裂します。このプロミネ ンスの爆発的な t 舛の J~( !fi!J 力が • 何なのか良〈分かっていません。 しかし.づ状になって上列ーする プロミネンスはその下方の磁力 総を引き延ばし,最終的には In き延ばされた磁力総を引きちぎ ってしまいます。ち ~-tl た磁力 線は再結令をしてエネノレギーを 解放していることが軟 X 線像に 「ょうこう」の打ち卜げに半年ほど巡れて.凶 .~.\ <小さいループが南北方向(図では上下 }J I I ' J ) 立天文台野辺山太陽電波観測所て'は電波へリオグ に ー If'. ん で 形 成 さ れ て い る こ と か ら わ か り ま す 。 こ ラフが 1992年 3H に完成し, れ ら の 小 さ な ル ー プ の 列 を ア ー ケ ー ド と 呼 び ま す 。 6 月末から定常観測 ア ー ケ ー ド の 温 度 は 数 を始めました。 1 0 0 これは口径約 BOcm のノ、ラポラアンテナ B4 台を逆 て い る よ う で す 。 ア ー ケ ー ド の ル ー プ は 内 結 合 さ T 字引に来凶 490m ,南北 220m の長さに並べた屯 れ た 磁 場 の 形 ( 総 力 線 ) を 表 し て い ま す 。 そ の 両 波 1二渉言|です。観 inll 周波数は 17G Hz (波長 I.Bcm) fI lj に は . 京 高 日 大 学 飛 腕 天 文 台 て.~. 司時間 ア で 良 〈 知 ~I H- l 分解能 10 秒角(太陽表部で 7000km) 黒点の磁場に巻きイれ、て,屯放を放射しますが. が 従 陥 し て い る モ テ ソ レ と 極 め て 良 〈 似 て い ま す 。 年I I H 2 出すことができます。アンテナ数が多いことと, 間 ! に 観 測 さ れ ま し た 。 電 波 へ リ オ グ ラ フ で は 凶 側 各アンテナの位f1 の 紋 か ら 見 え 隠 れ す る 電 波 像 を 得 ま し た 。 J 娠中品を精度良〈求めることが 出来るアンテナ配列等が自己 lt されたため.極めて 'l'tの良い電波画像を得ています。また, て'の高温プラズ こ う I 万度ま 線 望 遠 鏡 で も 数 多 く の 画 像 が 得 ら れ た そ う で す 。 グラフの見事な述燐プレーの具体例を初介します。 詳 し い 位 ; 佐 合 わ せ 等 の 打 ち 合 せ が 硬 JIll 熱現象です。 rょ う I を と ん で い ま し た 。 し か X X線 グ ル ー プ と も 始 め ら れ て い ま す 。 こ れ も 結 果 が 楽 し み で す 。 1992 年 7 月 31 日に発生したプロミネンス の上刻とアーケードの H本 の 昼 し 司 ピ ー ク 過 ぎ の 時 間 帯 か ら は 観 測 が あ り , 硬 ができます。ここでは「ょうこう」と屯波へリオ 図は, 日 に は 設 大 級 の フ レ ア が J は 残 念 な が ら , フ レ ア の 立 上 り か ら ピ ー ク ま で の 期 間 は 地 球 の 夜 間 7 が放射する電波も観測すること lこ , フ レ lら れ て い る こ つ の リ ボ ン が 見 ら れ ま す 。 こ こ に 説 明 し た 現 象 は こ れ ま で い く 人 か の 研 究 お 1992 I~ ま で 加 熱 さ れ H α 料l の 画 像 分解能 50 ミリ紗です。フレアで加速された'it£(は この装;置では時々刻々電波による太陽画像を情き 万 皮 科 ( 綴 目 信 三 ) 太陽の外相Ij のプロミネンスは電波へリオグラフによる従波像 c o 電波から X 線ヘ 小田稔 1947年頃だったと思う。戦後の物も金もない時 中心とする SOLAR-A で実現した。これには色々 代に.高倉 j主雄さんと一緒に阪大の屋ー卜にあった 府余 1]11 折があった。 NASA のテー 7 決定の h 式と 小さな小原にたぶん世界被小の屯波天文台を開設 ISAS のやり した。初めての-!j~で色々苦労した。ある時,メー 何とか肉万が一比寸前足出米るやり h を工夫した。 タ これを私は"玉虫色の合意"と II千んだ。凡打によ が振り切れて.故障かと大騒ぎをしたがこれ )j とではうまくかみ合わないのだが, は.たぶん H 本ではじめて観測された太陽の大き って背くも亦くも見える介意の方式というわけで な爆発だった。 ある。 その頃小I昆さん達と.今でいう電波 T 渉 E汁のア その頃堂谷さんが書いた余りに巧妙な ~Iij 像作成 イデアを思いついたが.偽かな予算の工 I{li がつか の 11事一l 論文を読んで,本当にそんなにうまくいく ず.あきらめた。そんなギからいま計幽されてい かなと思ったが司牧};,lj さん i圭の大変な技術と努 )J る VSO ドを.店、としてはセンチメンタノレな!長↑百を で依せるところまでこぎつけて. SOLAR-A は. もって.かげながら見守っている。 8 月 30 日に打ち上げられて ようこっ"となった。 それから 10年余リたった。 MIT て"ロソシ先生と 打ち上げの二目前.ンシリ一品のバレルモ天文台 共に 'j ・ Hi 物思の講座を開設する半になっていた在、 から屯話があって.まだ若い台長のピポ・ヴァイ は生まれたての X 線大文?にとび込むギにむった。 アーナ教授が急死したと知らされた。ピポとは二 I'付‘ X 線の望遠鏡をつくる方法はないかと泌ても 人とも独身だった頃から. さめても巧え続けていた。そんなある EI. 二 1- 1:1 私たち夫婦とピポ夫安とは税しく行き来するよう ねずみの中からふと思いついたことを Ii小、て.ロ になっていた。ピポは初めて太陽の X 線 1象を煽っ ソシ先生はこれは日本のすたずれ(パンブースクリ た人である。"ょうこう"の画像をはじめに見せた ー:--)のコリメーターた'ね.とご機嫌だった。 37年来のやl き合いで, かった人の一人である。 高合さんは.気球にすだれを ιl在せて X 線フレア 位置を決めようと思い立った。気球の飛んでいる ピポのi-E を知らされた私は,背から税しかった リカノレド・ジャコーニに屯訴をかけた。ところが. 数時間にフレアが起きるかどうかは.一予測l はする リカルドはこっちも大変なんだと言って絶句して が.目指けのようなものなのだが,連よくフレアが いる。ほんの 2 - 311寺山II日l に忠、 f が*放で即死し 起きてくれた。まもなく太陽は怖かになったから. たというのである。慰める言葉もなかった。二度 10年近くこれが X 線フレアの位置決定の唯一の観 あることが三度あるなら,今度は lltj ljl かと長iI'Jに 測になった。 なった。私はもはや隠居の身だが.打ち上げ当日 その 1(-' 後. ミュンへンのある会議でーそのうち は,内之浦にずうっと泡話をつないでいた。術矧 に M!X 線フレアが太陽 l自I をはいずリまわる様 f を が"ょうこう"として大川践をすることになって. 見せてやる, II何をなでおろしたことだった。 と見得を切ったことがある。准も本 気にしなかったが,ゴダードのフロストだけが. 111 年 6 月.パレノレモで天文 f; ttl] 立 200 周年記念 味方をしてくれた。それを実現したのが‘ひのと とピポの迫悼を兼ねた会議が|持l かれた。内怯I~ さ り"である。精密なすだれがつくられ,太陽表面 ん逮が大治総だった。 12 JI 中旬にノ、ワイのハワイ やその tzE を竜のようにはし、まわる"lE X ~Jjl 7 レア 山で聞かれた国際千両・年をしめくくる会議の議長 の像が,高倉さんや小杉さん達によって作られた をたのまれた。出かける前日に H 木氏文学会誌の のである。後に. 円米セミナーで束京に来たフロ ストと.渋谷の居桝屋で十児科をあげた。 ‘ょうこう・特集が附いた。多数の議文が出てい てそれに日米英の持者の名前が入りまじって見,t~ その可i.牧,:,~さん i主はフーリエ・トランスフォ ーム・テレスコープという名材、て画像をつくるす だと思ったので,回次をスライドにしてもってい った。 だれ‘の設計を考えていた。これが小川原さんを -17- (元宇宙科'γ 研究所所長,おだ・みのる) 国際協力の仲間の声 「ょうこう J は米英両国との緊密な国際協力に よって順調に|品l 発,製作.運用が行われ,現在ま で多大な成果をおさめてきました。現庄も,多く の梅外からの研究者が宇宙科学研究所で「ょうこ う」衛星の運用.データ解析に従事し.園内研究 者と密接な関係を保っています。ここでは r ょう こう」計画当初から参加され.国際協力計画の指 導的な役割l をはたして下さった二人の研究者の声 をご紹介数します。 moviesr e v e a lt h eh i g hspeed , h i g htemperature , phenomena a s s o c i a t e dw i t hs o l a ra c t i v i t y .I t i st h e s et y p e so f phenomena which a r eo f p r i m a r yi n t e r e s tt omostYohkohs c i e n t i s t s I ti sa g r e e dbya l lp e r s o n si n v o l v e di nt h e Yohkohmission , b o t hi nt h eU . S .andi nJapan , t h a tt h es u c c e s so fSXTi sagoodexampleo f t h eb e n e f i to fi n t e r n a t i o n a ls c i e n t i f i cc o l l a b o r a t i o n . No i n d i v i d u a ln a t i o n was p r e p a r e dt o c o n d u c tam i s s i o no ft h es c i e n t i f i cc a p a b i l i t yo f Yohkohb u tby workingt o g e t h e ri th a sbeen p o s s i b l et oa c h i e v et h i se x c e l l e n ts c i e n t i f i c r e s u l t . Now Yohkoh team members from a l l g r o u p sandc o u n t r i e sa r eworking t o g e t h e rt o a n a l y z eandp u b l i s ht h er e s u l t so ft h ef i r s ty e a r o fo p e r a t i o nevena sYohkoho b s e r v a t i o n sc o n ュ tmue L .W.Acton LockheedP a l oA l t oR e s e a r c hLaboratory , U.S ローレン=アクトン TheYOHKOH SXTe x p e r i m e n ti sac o l ュ l a b o r a t i o n o ff o u r U . S . l a b o r a t o r i e s w i t h J a p a n e s ec o l l e a g u e sa tt h eI n s t i t u t eo fSpace andA s t r o n a u t i c a lScience , t h eN a t i o n a lAstro ・ n o m i c a lO b s e r v a t o r yo fJapan , and t h e Un ト v e r s i t yo fTokyo S i n c et h eb e g i n n i n go fs c i e n t i f i co b s e r v i n g by Yohkoh t h e SXT h a sr e c o r d e dn e a r l y1 m i l l i o nX-rayimageso ft h es u n .Thesep i c t u r e s a r eo f2t y p e s .X-rayimageso ft h ee n t i r es u n ands u r r o u n d i n gcoronaa r emadea b o u tonce e v e r y5m i n u t e sw i t ha ne x p o s u r eo fa few s e c o n d s . These b e a u t i f u lp i c t u r e sr e v e a lt h e r o t a t i o no ft h es u n and t h e large , r e l a t i v e l y r a ys t r u c t u r e so ft h eh o tc o r o n awhich faint , X changeont i m es c a l e so f1 0m i n u t e st od a y s . AI t h e same t i m e SXT r e c o r d s images o f b r i g h t X-ray e m i s s i o n around s o l a ra c t i v e r e g i o n sand f l a r e sw i t h exposur 目 前 short a s Imsandap i c t u r e2s e c .Thesef a s tp a r t i a l s u n (ロッキード・パロアルト研究所) 「 ょ う こ う 」 の 軟 リカの X線 望 遠 鏡 ( は , ア メ 4 つ の 研 究 所 と 日 本 の 宇 宙 科 学 研 究 所 , 国 立 天 文 台 お よ ひ a東 京 大 学 の 協 力 で 作 ら れ ま し た 。 「ょうこう J SXT は 観 測 を 始 め て か ら 近 い 数 の 太 陽 像 を 撮 っ て き ま し た 。 陽 像 に は SXT) 2 種類あり. ロ ナ の 全 体 像 で , 約 100 万 枚 SXT で 撮 る 太 I つ は 太 陽 と そ の 周 囲 の コ 5 分 ご と に 数 秒 間 の 銭 光 で 徹 像 さ れ ま す 。 こ れ ら の 美 し い 画 像 は 太 陽 の 自 転 の 機 子 と .10 分 か ら 数 日 の 時 間 ス ケ ー ノ レ で 起 こ る コ ロ ナ の 大 規 模 な 構 造 の 変 化 を あ ら わ に し て く れ ま す。これらの画像と同時に, 減 お よ び フ レ ア の 明 る い SXT は 太 陽 の 活 動 領 X線 像 を 2秒 ご と に , 最 小 l ミ リ 秒 、 の 露 光 時 間 で 雌 像 し ま す 。 こ の 高 速 峨 像 し た 太 陽 の 「 音 高 速 1\ 分 像 J は 太 陽 活 動 に と も な っ た 高 温 の 現 象 を 我 々 に 見 せ て く れ ま す 。 こ れ ら の 現 象 に は , 多 く の 「 ょ う こ う 」 研 究 者 が 非 常 に 興 味 を 持 っ て い ま す 。 1 8 日米を問わず は. r ょうこう」に関わった全ての人 SXT の成功が国際的な科学協力のたまもので あることを知っています。ひとつの国のみでは「ょ うこう」ミンンヨンを遂行することはできません でした。一緒に協力することで初めて,この素晴 らしい科学的成果を手にすることができたのです。 「ょうこう」による観測を継続しながら,いろい ろな国.グループを含む「ょうこう」チ ムメン programmei st h ewayi nwhichi tp r o v i d e st h e o p p o r t u n i t yf o rt h ew o r l d ' sl e a d i n gS o l a r P h y s i c i s t st oworkt o g e t h e r 'a sateamu s i n gn o t o n l yt h ee x c e l l e n td a t a from Yohkoh o b s e r ュ a d i oando t h e rd a t a v a t i o n sb u ta l s ooptical , r from g r o u n db a s e do b s e r v a t o r i e s . The UK g r o u p sa r ev e r yp l e a s e dt ob ei n v o l v e di nt h i s moste f f e c t i v ei n t e r n a t i o n a lc o l l a b o r a t i o n and a r ed e l i g h t e dw i t ht h es u c c e s so fYohkoh バーは.目下最初の 1 年間に取得されたデータの .Culhane J .L M u l l a r dSpaceS c i e n c eLaboratory , U.K. 解析と論文の執筆を協力しながら進めています。 ...I.しカルヘーン (マラード宇宙科学研究所) 太陽フレアが起こると,大量の高温ガス(プラ ズ"7)が l 分ほどの短い聞に作り出されます。ブ ラッグ分光器( BCS) は,イギリスのマラ 宙科学研究所, ド宇 ラザフォード=アップノレトン研究所. 日本の国立天文台と宇宙科学研究所,そしてアメ リカの E.O.ハノレパートセンターの協力で作られま したが,この BCS は, 3 秒以内の時間分解能で良 質の高分解能 X 線スペクトルを得ることができ, DuringS o l a rF l a r e sv e r yl a r g eq u a n t i t i e so f h i g ht e m p e r a t u r eg a so rplasmaa r ep r o d u c e di n p e r i o d sa ss h o r ta s one m i n u t e . The Bragg r o v i d e dby C r y s t a lSpectrometer, whichwasp t h eUKM u l l a r dSpaceS c i e n c eL a b o r a t o r ya n d R u t h e r f o r dA p p l e t o nL a b o r a t o r ygroups , NAOJ and lSAS w i t hs u p p o r t from t h e US E.O s d目 igned t oo b t a i n good H u l b u r t Centre , i q u a l i t yh i g hr e s o l u t i o nX r a ys p e c t r ai nt h r e e s e c o n d so rl e s ss oa st od e t e r m i n e plasma p r o p e r t i e ss u c ha st e m p e r a t u r ea n dv e l o c i t yi na t i m et h a ti ss h o r t compared t ot h ee n e r g y r e l e a s et i m eo ft h eS o l a rF l a r e . A f t e rmoreoney e a ro fs u c c e s s f u lo p e r a t i o n h ei n s t r u m e n th a so b t a i n e ds p e c t r af o r i norbit , t more t h a n 200 f l a r e s . These a r e now b e i n g a p a n e s eand US s t u d i e d by ateam o fUK , J s c i e n c t i s t sa n da r et e l l i n gu smucha b o u tt h e way i n which plasma i sp r o d u c e d and f l a r e e n e r g yi st r a n s p o r t e di nt h eS u n ' sa t m o s p h e r e One o ft h eg r e a ts t r e n g t h so ft h e Yohkoh 温度や速度などのプラズ?の諸量を.フレアのエ ネルギー解放の時間スケールより短い時間で得る ように設計されています。 「ょうこう J の 1 年あまりの順調な運用を通じ て.この装置は 200 倒以上のフレアのスペクトル を得てきました。これらのデータは現在.イギリ ス, 日本.そしてアメリカの科学者によって研究 されており,プラズ7 がどのようにして作り出さ れ司フレアのエネルギーがどのようにして太陽の 大気中を運ばれるのかを明らかにしつつあります。 「ょうこう」計画の優れている点の l つは.世界 中の主要な太陽物理学者がひとつの千 力して 1動いていること.また ム内で協 r ょうこう」による 素晴らしいデータだけでなく地上観測による可視 光.電波,およびその他のデータも総合して解析 を進めている点です。我々イギリスのグループは. このもっとも効果的な国際協力に参加できたこと をうれしく思い,また「ょうこう」の成功を ~I二常 に喜んでいます。(訳:坂尾太郎) -19- クによって進められている。 衛星計画に関与した人びとのうち,外国も含め て宇宙研以外の研究者の比重が非常に大きいのも この衛星の特徴のひとつである。従来宇宙研の衛 星は.宇宙研の内部に中伎のあるような研究分野 のものが主体であった。これは日本の初期の宇宙 科学が比較的限られた分野を中心に発展してきた ことの必然的な結果であるとも言える。しかし. 宇宙科学の広範な進展により,いまでは宇宙研が 中伎となれる分野はもはや阪られており.宇宙 ~Jf 「ょうこう」は. 1981 年に現宇宙研の前身であ が広〈各分野の要望を取りまとめるためにどのよ る東京大学宇宙航空研究所が最後に打ち上げた うに対応するべきかが問われている。その意味で 「ひのとり」衛星につぐ我が国 2 番目の太陽観測 前回の「ひのとり J についで今回の「ょうこう」 衛星である。月日の経つのははやいものでその問 も,この問題に対する一つの回答を与えている。 字宙研も大きく変貌し,また字宙科学も広範な進 「ょうこう」は,計画の当初かなり長いあいだ 歩を遂げている。僅か 190kg の「ひのとり」衛星が, HESP(HighEnergySolarPyisics) と呼ばれ 2 トンを超す NASA の太陽観測衛星 SMM を凌ぐ大 て い た 。 そ れ が , 正 式 に 衛 星 計 画 と し て 承 認 さ れ 活協をし. た と き に . 新 し く 設 定 さ れ た 太 陽 物 理 衛 星 日本の太陽 X 線物理学を世界の最先端 に押し上げたことを鮮明に記憶している人は,今 の ン リ ー ズ の 第 一 号 機 と し て . (SOLAR) SOLAR-A ではもはや少数派かもしれない。「ょうこう」はこ さ れ た 。 前 回 の 「 ひ の と り の実績を基に,世界中の天体物理学者の強い期待 シ リ ー ズ の 第 と支持により実現した衛星である。幸い,衛星は た の に つ い で , 再 度 新 し い シ リ ー ズ の 第 期待通りというよりは,むしろ期待を大きく上回 し て 幸 先 の 良 い ス タ ー ト を 切 っ た の は 誠 に 喜 ば し る活躍をしている。 い 限 り で あ る 。 現 在 その理由は何といっても衛星自身の優れた機能 HESP 1 号機. ASTRO-A NASA 数の関係者の叡智と努力の結果であることを忘れ う こ う 」 の 大 成 功 に ち な ん で てはならない。この衛星は日本のプロジェクトで 度 使 っ た ありながら,計画の最初の段階から広範な国際協 か と た ず ね ら れ , い さ さ か 而 は ゆ い 思 い を し た 。 で は . 太 陽 観 測 衛 星 HESP NASA 「 ょ う こ う 」 に 次 ぐ 太 陽 鋭 画の素案が検討され始めた段階で,園内の関係者 も ま し て 世 界 の 天 文 関 係 者 の 熱 い 視 線 が 集 ま っ て は海外からの多数の太陽物理学者を招き国際的な いる。「ひのとり プレーンストーミングを行い基本的な方向づけを より, すると同時に,各国での関連技術の実情調査を行 ー ド す る 地 位 を 後 立 し た 。 こ れ も 一 重 に 内 外 の 関 った。この結果を}Jiに. 係 各 位 の 終 始 変 ら ぬ ご 支 援 ご 協 力 に よ る も の で あ J ・「ょうこう 日 本 の 太 陽 り , こ の 機 会 を か り て 厚 く お 礼 申 し 上 げ る 次 第 で あ る 。 ( 小 川 原 嘉 明 ) No.142 1993.1. 神条川県机仲良原市由~I'f ISSN 0285-2861 i3 ト1 TEL0427-51-3911 TheI n s t i t u t eo fSpaceand A s t r o n a u t i c a l Science ./SAS 二 ヱ ー ス に 関 す る お 間 合 わ ttl;! , 庶 務 課 法 規 ・ 出 版 係 ( 内 線 -20 ー y トに X線 研 究 は 文 字 ど お り 世 界 を リ よる国際協力と作業分担が決められた。その後, ⑮ 229 が 一 J と 連 続 大 ヒ 計画は一貫して内外の研究者の見事なチームワー 字'Ii i 科学研究所(文部省) で も ISAS iJIJ 衛 星 の 計 画 を 練 っ て い る 。 そ し て , こ れ は す で に 「 ょ う こ う 」 の 時 に 発行 本 部 と い う 名 前 を 使 っ て も 良 い だ ろ う はその流れを大きく加速したといえよう。衛星計 ニ ュ ー ス NASA い ま 日 本 の 太 陽 物 理 研 究 グ ル ー プ は , は や く も を重視することは当然の趨勢であるが,「ょうこう」 ISAS と し て 笑 施 さ れ の 計 画 が 提 案 さ れ て い る 。 先 般 を訪れたとき,太陽物理担当部局のチーフから「ょ 日米英の研究グループに (ASTRO) l 号 機 と にあるが,それには国際協力のもとに参加した多 力によって推進されてきた。衛星計画が国際協力 と 改 名 Jが , 天 文 衛 星 22/1) ま で お 願 川 IJ た し ま 弘